云計算在電力信息化建設(shè)中的應(yīng)用

劉源

1 引言

經(jīng)過“十一五”與“十二五”深刻圍繞堅強智能電網(wǎng)和“三集五大”建設(shè)要求的現(xiàn)代化智能電網(wǎng)建設(shè)中，國家電力企業(yè)的信息化建設(shè)取得了顯著成效。新時期，電力信息化建設(shè)遇到了新問題、新挑戰(zhàn)和新機遇，隨著信息化電網(wǎng)建設(shè)的持續(xù)推進，要求業(yè)務(wù)響應(yīng)更快速、管控更集中、服務(wù)更優(yōu)質(zhì)、工作更協(xié)同、對一體化企業(yè)級信息建設(shè)與運維提出了更高的要求?，F(xiàn)代化智能電網(wǎng)的建設(shè)需對電網(wǎng)系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)信息進行收集、存儲、分析、反饋、實時傳遞、充分調(diào)度和分配，提高系統(tǒng)計算、處理性能和高并發(fā)訪問數(shù)據(jù)處理能力。在現(xiàn)代化智能電網(wǎng)建設(shè)中，電力企業(yè)對云計算技術(shù)進行了更深層次的研究和探索。實踐證明，云計算是電力信息化建設(shè)的必然趨勢和根本選擇，為高效、便捷、智能、安全、可靠的電力信息化系統(tǒng)建設(shè)提供了技術(shù)支撐和智力保障。

2 云計算概述

云計算是虛擬化、面向服務(wù)架構(gòu)和效用計算的自然演進，是一種基于網(wǎng)格計算或網(wǎng)格計算能力，提供了計算資源與底層結(jié)構(gòu)之間的抽象，使用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)方便地、按需使用地對一個共享的資源池進行迅速的配置、部署與使用。并且只需要很少的管理以及與服務(wù)商之間的交互。同時，云計算可以用來描述平臺與應(yīng)用。一個云計算平臺可以動態(tài)按需來供應(yīng)和配置服務(wù)器，云中的服務(wù)器可以使用物理機或虛擬機，云中也可以包括其他的計算資源，如存儲域網(wǎng)絡(luò)（SANs）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、防火墻，以及其他的安全設(shè)備。且利用互聯(lián)網(wǎng)把地理上廣泛分布的各種資源（計算機資源、存儲資源、寬帶資源、軟件資源、數(shù)據(jù)資源、信息資源、知識資源等）連成一個邏輯整體，為用戶提供一體化信息和應(yīng)用服務(wù)(計算、存儲、訪問等)。云計算表現(xiàn)出3 種模式，一公有云：資源以“按需服務(wù)”的方式提供給公用服務(wù)，服務(wù)以一種效用計算的方式被出租使用。二私有云：為一個客戶（群）單獨使用而構(gòu)建的，因而提供對數(shù)據(jù)、安全性和服務(wù)質(zhì)量的最有效控制。三混合云：涉及安全等因素，并非所用信息都能置于公有云之上。并且云計算具有諸多特點：高可靠性、通用性（支撐千變?nèi)f化的實際應(yīng)用）、按需服務(wù)（按需購買）、廉價、安全、便捷、超大規(guī)模（服務(wù)器群）、虛擬化、高擴展性（靈活、動態(tài)伸縮）。同時，云計算可以提供3 個層次的服務(wù)，一基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)，為IT 行業(yè)創(chuàng)造虛擬的計算和數(shù)據(jù)中心，使得其能夠把計算單元、存儲器、I/O 設(shè)備、寬帶等計算機基礎(chǔ)設(shè)施集中起來，成為一個虛擬的資源池來為整個網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)。二平臺即服務(wù)，把服務(wù)器平臺或開發(fā)環(huán)境作為一種服務(wù)提供的商業(yè)模式。三軟件即服務(wù)，一種基于互聯(lián)網(wǎng)提供軟件服務(wù)的應(yīng)用模式。云計算對不同使用者的作用不同，對云服務(wù)提供商，通過有效管理內(nèi)部資源，提高利用率，節(jié)省電能。對終端用戶，按需使用，租用計算、存儲和服務(wù)資源。對企業(yè)用戶，采用自助服務(wù)和按使用量付費的使用模式，迅速獲得計算資源，無需配置過大的資源容量而過度投資【1】。

3 電力企業(yè)信息化建設(shè)現(xiàn)狀

不同電力企業(yè)自身的運營機制、管理機制、信息化利用程度不同和信息化系統(tǒng)的信息編碼、技術(shù)標準和規(guī)范應(yīng)用存在差異，從而引致企業(yè)內(nèi)部信息孤島和系統(tǒng)集約、信息共享等方面問題的產(chǎn)生，致使電力企業(yè)的信息化建設(shè)受到技術(shù)阻礙和制約。電力企業(yè)集中化數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)和集約化管理的構(gòu)建和應(yīng)用，為云計算的投入提供了應(yīng)用環(huán)境和條件。電力企業(yè)各級信息系統(tǒng)所涵蓋的數(shù)據(jù)內(nèi)容十分豐富，既包含系統(tǒng)運行類數(shù)據(jù)、生產(chǎn)管理類數(shù)據(jù)，又包含市場運營等各類數(shù)據(jù)。在海量信息數(shù)據(jù)中，電力生產(chǎn)運營類數(shù)據(jù)占據(jù)了主導(dǎo)地位，且具有實時、高并發(fā)性等特點。在現(xiàn)代電力信息化建設(shè)中，各類運行系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息的海量生成使數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的壓力擴增。在新一代綠色數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)建設(shè)中，所面臨的問題是多樣的，主要表現(xiàn)在如下3 個方面：

1）資源管理的日益復(fù)雜化、全面化?；陔娏π枨蟮娜找嬖黾樱娏ζ髽I(yè)按需求量配置軟硬件設(shè)施，但在資源管理過程中，資源共享和調(diào)節(jié)分配等方面存在問題，嚴重降低了電力企業(yè)的資源利用率，無法充分發(fā)揮電力資源的應(yīng)用效能，造成了資源的過度消耗。

2）信息管控能力與現(xiàn)實資源運維相脫節(jié)。隨著各類數(shù)據(jù)的指數(shù)級遞增，數(shù)據(jù)處理中心的管理和運維壓力不斷加大，其有效管控能力和管理隊伍建設(shè)明顯落后于服務(wù)器信息數(shù)據(jù)的增長速度，超出了有效管控范圍，從而面臨著人才儲備不足和生產(chǎn)不安全等制約性問題。

3）能源消耗和運維成本增加。因信息處理能力的不足，導(dǎo)致各類資源的利用率低，能源的無功消耗增加，致使能源消耗、運營維護和各類信息處理的成本不斷增加。

4 云計算在電力信息化建設(shè)中的應(yīng)用

4.1 虛擬化技術(shù)

虛擬化是由位于下層的軟件模塊，將其封裝和抽象，提供一個物理和封裝的接口，使上層軟件可以直接運行在這個虛擬的環(huán)境之中，但和原來的運行環(huán)境一樣。虛擬化通常指計算機元件在抽象化的空間中運行，而不在真實的物質(zhì)環(huán)境中【2】。虛擬化是一個抽象分層，將操作系統(tǒng)與物質(zhì)設(shè)備硬件進行分層，硬件抽象層轉(zhuǎn)化為虛擬硬件抽象層，從而整合異構(gòu)硬件資源，實現(xiàn)虛擬機遷移，資源調(diào)度和荷載平衡，提高資源利用率。虛擬化允許具有不同操作系統(tǒng)的多個虛擬機在同一物理上獨立并行運行，也允許一個平臺同時運行多個操作系統(tǒng)，并且應(yīng)用程序可以在相互獨立的空間內(nèi)運行而互不影響。從而顯著提升計算機的運行效率【3】。

4.2 資源調(diào)度管理技術(shù)

云計算資源調(diào)度管理技術(shù)是一項提高資源利用率的信息運維技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對云資源的有效管理、監(jiān)控和調(diào)度，通過規(guī)范資源準入接口，運用互聯(lián)網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)，以云資源服務(wù)化的形式傳遞、分享給用戶。資源調(diào)度管理技術(shù)的最終目的在于利用虛擬化技術(shù)實現(xiàn)對異構(gòu)物理機和資源池的管理，以服務(wù)的形式實現(xiàn)對基礎(chǔ)設(shè)施資源的封裝、抽象和輸出，實現(xiàn)異構(gòu)資源的統(tǒng)一管理、動態(tài)監(jiān)控和按需分配與調(diào)節(jié)，從而為各類系統(tǒng)的平穩(wěn)運行提供穩(wěn)定協(xié)調(diào)的環(huán)境。為服務(wù)器的合并提供基礎(chǔ)和保障每個用戶安全可靠的工作環(huán)境。

4.3 云計算在電力信息化建設(shè)中的具體應(yīng)用

云計算技術(shù)在電力信息化建設(shè)中的具體應(yīng)用主要表現(xiàn)為利用虛擬化技術(shù)基于底層異構(gòu)物理基礎(chǔ)設(shè)備構(gòu)建高度共享的資源池，促進資源的優(yōu)化整合，實現(xiàn)對各類系統(tǒng)資源的統(tǒng)一管理、動態(tài)監(jiān)控和按需調(diào)度。其功能的發(fā)揮表現(xiàn)在以下4 個方面：

1）虛擬化云計算資源池的搭建，通過虛擬資源池的搭建，優(yōu)化整合各類信息資源，實現(xiàn)統(tǒng)一管理、動態(tài)監(jiān)督和按需分配，提高基礎(chǔ)設(shè)施的信息承載力和資源利用率。

2）統(tǒng)一鏡像管理服務(wù)的提供，通過對鏡像管理的統(tǒng)一化，實現(xiàn)對鏡像文件的速效存儲、快速定位和高效管理，簡化管理程序，降低管理難度，簡便管理過程。

3）云計算快速部署能力的運用，借助云計算快速部署的能力，提升電力信息系統(tǒng)的災(zāi)備能力，為災(zāi)備演練和災(zāi)備轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)提供技術(shù)支撐和保障。

運行環(huán)境的提供，基于應(yīng)用荷載的變化情況，提供應(yīng)用集群的動態(tài)彈性伸縮，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供安全、可靠、可調(diào)節(jié)、可控制的環(huán)境。

4）虛擬化監(jiān)控數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，通過云計算技術(shù)，虛擬機監(jiān)視器的應(yīng)用，提供虛擬化數(shù)據(jù)（虛擬化資源、物理資源、虛擬化配置等監(jiān)控和虛擬架構(gòu)的發(fā)現(xiàn)和拓撲）。

5 結(jié)語

綜上所述，云計算技術(shù)在電力信息化建設(shè)中具有重要的作用，虛擬化技術(shù)、資源調(diào)度管理技術(shù)實現(xiàn)了虛擬資源的整合、優(yōu)化，提高了資源利用效率，從而為電力信息化建設(shè)提供了智力支持和技術(shù)保障。